リヨセル

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リヨセルはセルロース由来の合成繊維で、米国ではテンセルというブランド名でよく知られています。別のセルロース織物であるレーヨンに関連していますが、リヨセルは溶媒紡糸技術によって作成され、セルロースは大きな化学変化を受けません。これは、自動車用フィルター、ロープ、研磨材、包帯、防護服などの産業用途で非常に丈夫な生地です。これは主に衣料産業、特に婦人服に見られます。

背景

セルロース由来の生地は19世紀半ばにさかのぼりますが、1889年まで商業的に生産されたものはありませんでした。スイスの化学者George Audemarsは、1855年に桑の樹皮に由来する人工絹の英国特許を取得しました。オーデマは、カイコが桑の木の繊維状の内側の樹皮を溶かしてセルロースを分離することにより、絹を作るために使用する方法を再現しようとしました。糸を作るために、彼は針をセルロース溶液に浸し、それらを引き出しました。別の化学者である英国人のジョセフ・W・スワンは、セルロース溶液を微細な穴に押し込むことでオーデマの技術を修正しました。彼の主な関心は電気ランプ用のフィラメントの製造でしたが、スワンは彼の押出成形法を使用してセルロース繊維を製造することが可能であることに気づきました。彼は1885年にロンドンでセルロース生地を展示しましたが、興味をそそることができず、プロジェクトは終了しました。セルロース繊維の商業生産は、フランスの化学者イレール・ド・シャルドネ伯爵によって最初に行われました。彼は1889年にパリで彼のいわゆる人工シルクを展示しました、そして白鳥の経験とは反対に、人々は彼の新しい生地に興奮しました。シャルドネは1891年にフランスのブザンソンに工場を建設し、現在レーヨンと呼ばれている彼の新しい生地をファッション業界の最前線に持ち込むことに大きな成功を収めました。米国では、レーヨンの生産は、American ViscoseCompanyの支援の下で1910年に始まりました。この会社は、英国のコートールドPLC（現在はアコーディスファイバーとして知られている）であるリヨセルの主要開発者の前身であるサミュエルコートールドアンドカンパニーリミテッドの関連会社でした。

化学者や製造業者は、20世紀の合成繊維に強い関心を持っていました。もう1つのセルロース繊維であるアセテートは、1924年に米国で最初に商業生産されました。デュポン社の化学者は1930年代にナイロンを開発し、1939年から広く商業的に使用されるようになりました。アクリルとポリエステルは他の2つの重要な人工繊維でした。繊維。これらは1950年代にデビューしました。ナイロン、アクリル、ポリエステルは、化学物質に由来するため、完全に人工であるため、セルロース繊維とは異なります。リヨセル、レーヨン、酢酸塩は木材パルプのセルロースをベースにしているため、これらは「天然」繊維と呼ばれることがよくありますが、人工的なプロセスを除いて繊維は発生しません。

人工繊維の製造と加工は、20世紀を通じて多くの改良が加えられました。たとえば、シャルドネ伯爵が最初に製造したレーヨンは非常に可燃性であることが証明されており、現在市場に出回っているレーヨンはまったく異なります。 1970年代後半から1980年代初頭にかけて、主に主要なレーヨンの研究者 リヨセル繊維の製造に使用される製造プロセスを示す図。プロデューサーのCourtauldsFibersとアメリカの会社AmericanEnkaは、溶剤紡糸技術によってセルロース繊維を製造する新しい方法の調査を開始しました。この方法では、セルロースを軟化させてから繊維に紡ぎます。対照的に、従来のレーヨンは「再生セルロース繊維」と呼ばれ、さらに多くのステップが必要です。セルロースは最初に化学的にキサントゲン酸塩に変換され、次に苛性ソーダに溶解され、次に回転しながらセルロースに再生されます。溶剤紡糸技術は、製造工程でリサイクルされる無毒の溶剤化学物質を使用しているため、よりシンプルで環境に優しい技術です。溶媒紡糸セルロース繊維リヨセルは、1992年にCourtauldsによって米国で最初に商業的に生産されました。同社はブランド名テンセルを使用しました。この生地は、1996年に米国でリヨセルの総称に付けられました。この時までに、世界でもう1つの主要なリヨセル生産者、オーストリアの会社Lenzing AGがあり、購入時にAmericanEnkaからリヨセルの特許と研究を取得していました。その会社の1992年のレーヨン事業。

原材料

リヨセルの主成分は、すべての植物の細胞に含まれる天然高分子であるセルロースです。それは、綿、麻、麻などの他の植物由来の繊維の基礎を形成します。リヨセル製造用のセルロースは、広葉樹の果肉に由来します。パルプは通常、色や汚染物質の量などのセルロース特性のために選択された木の混合物から作られています。使用されるいくつかの一般的な樹種は、オークとバーチです。樹木は管理された樹木農場で栽培されており、一般的に他の農業用途には適していない土地で栽培されています。製造工程で使用される溶剤はアミンオキシドです。水はリヨセル繊維を生産する上でのもう一つの重要な成分です。仕上げ剤も使用され、これはさまざまですが、一般的に石鹸やシリコーンなどの潤滑剤です。リヨセル生地は一般的に染色されています リヨセルの主成分は、すべての植物の細胞に含まれる天然高分子であるセルロースです。リヨセル製造用のセルロースは、広葉樹の果肉に由来します。製造プロセス中に、広葉樹はチップに分解され、次に化学消化槽のバットに供給され、湿ったパルプに柔らかくなります。パルプは、巨大なスプールに巻かれる巨大なシートで洗浄、漂白、乾燥されます。綿やレーヨンとも相性の良い染料を使用します。

製造
プロセス

木材パルプの準備

• 1リヨセル生産のために育てられた広葉樹は、伐採業者によって収穫され、工場にトラックで運ばれます。工場では、樹木は20フィート（6.1m）の長さに切断され、高圧の水ジェットによって樹皮が剥がされます。次に、丸太は、切手より少し大きい正方形に切り刻む機械であるチッパーに送られます。製粉所の労働者は、チップを化学消化槽のバットに入れ、湿ったパルプに柔らかくします。このパルプは水で洗浄され、漂白される場合があります。それから、それは巨大なシートで乾燥され、製粉所の労働者はそれをスプールに転がします。セルロースのシートは、厚いポスターボード紙の一貫性を持っています。セルロースのロールは巨大で、重さは約500ポンド（227 kg）です。

セルロースの溶解

• 2リヨセル工場で、労働者はセルロースのいくつかのスプールを広げ、それらを1インチの正方形に分割します。次に、作業員はこれらの正方形をアミンオキシドで満たされた加熱され加圧された容器に入れます。

フィルタリング

• 3溶媒に短時間浸した後、セルロースは透明な溶液に溶解します。すべてのチップが確実に溶解するように、フィルターを通してポンプで排出されます。

スピニング

• 4次に、溶液は紡糸口金を通してポンプで送られます。これらは、さまざまな人造繊維で使用されるデバイスです。シャワーヘッドのようなもので、紡糸口金には小さな穴が開けられており、セルロースがそれを通り抜けると、長い繊維のストランドが出てきます。次に、繊維をアミンオキシドの別の溶液に浸し、今回は希釈します。これにより、繊維ストランドが設定されます。その後、脱塩水で洗浄します。

乾燥と仕上げ

• 5次に、リヨセル繊維は乾燥領域を通過し、そこで水が蒸発します。この時点でストランドは仕上げ領域に渡され、そこで潤滑剤が塗布されます。これは、繊維の将来の使用に応じて、石鹸またはシリコーンまたは他の薬剤である可能性があります。このステップは基本的にデタングラーであり、カーディングと糸への紡績の将来のステップを容易にします。

最終ステップ

• 6乾燥して完成した繊維は、この段階でトウと呼ばれる形になっています。トウは、撚られていない大きなフィラメントの束です。トウの束はクリンパーに運ばれます。クリンパーは繊維を圧縮して、テクスチャーとかさばりを与えます。圧着された繊維は、ストランドを分離して注文するために、コーミングのようなアクションを実行する機械的なカーダーによってカードされます。カードのストランドは、繊維工場に出荷するために切断され、梱包されます。生のセルロースを広げてから繊維を梱包するまでの製造プロセス全体は、わずか約2時間で完了します。この後、リヨセルはさまざまな方法で処理できます。綿や羊毛などの別の繊維で紡ぐことができます。糸は他の生地と同じように織ったり編んだりすることができ、柔らかくスエードのようなものから絹のようなものまで、さまざまな仕上げが施されています。

溶媒の回収

• 7セルロースを溶解し、紡糸後に繊維を硬化させるために使用されたアミンオキシドは回収され、製造プロセスで再利用されます。希薄溶液を蒸発させて水を除去し、アミンオキシドをステップ2の加圧容器で再利用するためにルーティングします。アミンオキシドの99％は、通常のリオセル製造プロセスで回収できます。

品質管理

リヨセルは、世界のいくつかの工場でのみ生産されています。これらは特別に設計された最先端の工場であり、品質管理は高度なコンピューター監視システムによって実行されます。コンピューターは、繊維の粘り強さ、その色、デニール（繊維の直径の測定値）、伸び、水分レベル、仕上げ塗布のレベルなど、さまざまな重要な要素を継続的にチェックします。コンピュータはまた、紡糸口金の1つの穴が塞がれ、フィラメントが破片または引き抜かれて出てくるときに生じる「ゴミ」を監視します。

副産物/廃棄物

リヨセルの製造は有害な副産物を生成せず、他のセルロース繊維の製造よりも毒性が大幅に低く、無駄が少ないです。その主成分であるセルロースは、管理された樹木農場から容易に入手でき、業界は貧弱な林業習慣で非難されていません。アミンオキシド溶剤は無毒であり、製造時にほぼ完全にリサイクルされるため、環境に放出されません。リヨセル生地も自然に生分解性です。リヨセルの製造は、他の人造繊維の製造よりも水とエネルギーの使用量が少ないため、環境にも配慮しています。